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      超聲波清洗機在網帶爐清洗中的應用

      2022-03-09 13:47
      金屬零件在滲碳前需要表面干凈,但現有網帶爐的前清洗效果不佳。為改善網帶爐前清洗的去油去污效果,在網帶爐前清洗安裝超聲波清洗機。結果證明,增加超聲清洗機后,零件清洗效果得到改善,零件熱處理后滲層厚度更加均勻。

      可控氣氛網帶爐是當前應用最為廣泛的熱處理設備之一,它適合中小零件的批量、連續熱處理,可用于鋼的淬火、回火和滲碳等多種工藝。網帶爐一般由送料機構、前清洗、淬火爐、后清洗、回火爐等幾部分構成,其中前清洗的目的是清洗掉零件表面的油污、鐵屑和灰塵,以免淬火后產生硬度不均和軟點等缺陷。前清洗的主要組成部分為水槽、清洗劑和送料網帶,零件由送料機送入水槽中的送料網帶上,在清洗劑中浸泡一段時間,然后被送料網帶送入網帶爐中。清洗劑一般由去油劑和水混合而成,通常,清洗劑在40~80℃使用。目前,網帶爐前清洗效果不夠理想,因清洗不干凈而導致零件滲碳層偏淺的現象時有發生,研究發現,零件表面殘留的油污是造成零件滲層不均的主要原因。因前清洗效果不理想,通常零件在熱處理前需要附加一步獨立的去油工序。


      超聲波清洗原理


      超聲波清洗技術是一種高效、環保的清洗方法,尤其適合于清洗表面具有孔、縫或者形狀復雜的零件。通常,頻率高于20kHz的聲波稱為超聲波。超聲波在液體當中傳播時,在聲波周期內會交替產生負壓和正壓。在超聲波達到負壓時,液體中產生了大量極微小的氣泡,即空化泡,這些微小的氣泡在超聲波產生的負壓中急速振蕩、長大,隨后在超聲波產生的正壓中急速收縮直至破裂。小氣泡破裂的剎那,在微小的空間內將形成高溫和高壓,并形成強烈的沖擊波和速度高達110m/s的微射流,這些小氣泡的破裂作用給清洗液帶來了巨大的機械振動效應、熱效應及化學效應。這些強沖擊波將會破壞油污、灰塵等在零部件表面的吸附,引起臟物層的脫附、剝落,有的氣泡還能“鉆入”臟物縫隙使之振動,從而引起油污、灰塵等脫落,達到清洗的目的。另外,超聲波對油具有乳化中和作用,可以有效防止被清洗掉的油污再次附著在零件上。
      超聲波清洗機主要由3部分組成,分別是超聲波發生器(即超聲波電源)、換能器和清洗槽。超聲波發生器是將交流電轉換成超聲頻電振蕩信號并將其傳送給超聲換能器。超聲換能器將超聲波發生器產生的超聲頻電振蕩信號轉換成同頻率的機械振動,繼而在液體中傳播,利用產生的空化效應來清洗物件。
      網帶爐前清洗增加超聲清洗裝置后,對零件進行清洗,驗證其有效性。首先對經過和未經過超聲清洗的套筒零件進行了外觀和清潔度對比。兩種套筒的外觀如圖所示,由圖可以看出,經超聲清洗后,零件表面更亮,臟污明顯減少。
      零件超聲清洗前后對比
      零件超聲清洗前后對比
      超聲清洗機用于網帶爐前清洗,可以有效去除零件上附著的油污、灰塵,超聲清洗后的零件經滲碳處理,滲層更加均勻。
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